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納米材料在鋼結構防火涂料中的應用

2013-06-13 09:34:58

 

納米材料在鋼結構防火涂料中的應用

     納米材料因粒徑小、比表面積大、與高分子基料相容性好等優點而被用在鋼結構防火涂料中,成為防火涂料領域研究的一熱點。   自從德國人Gleiter首次制得納米塊體材料并對其結構和性能進行系統研究以來,納米材料已引起世界各國科技界及產業界的廣泛關注。

     北京中國科學院研究生院開發出了一種納米復合耐高溫防火涂料,這種涂料由納米碳化硅、納米硅酸鹽粘土等以及磷酸鹽、氧化物及納米硅酸鋁等納米粒子中添加納米的有機高分子材料(包括粘合劑)的插層復合法制備而成,提供了一種設備簡單、工藝流程短、投資少、成本低的納米復合耐高溫防火涂料的制備新工藝。2%納米ZnO改性的APP—MEL—PER水性超薄型鋼結構防火涂料的耐火極限達到103min,納米CaC0、納米AI(OH)不利于鋼結構的防火保護。對納米Mg(OH)表面進行包覆改性制備的納米阻燃母液應用于鋼結構防火涂料能有效改善燃燒過程中碳層結構。付若愚等采用納米Si02改性水性超薄型鋼結構防火涂料,適量的添加可以明顯提高涂料燃燒后炭質層的強度,并能有效延緩涂料的老化進程,保持防火性能的穩定性。經硅烷偶聯劑改性的納米TiO2可以使鋼結構防火涂料的耐火極限提高6min,防水性提高17.9%。

    納米Mg(OH)作為納米材料的一種,因具有很多優點而成為一種最有發展前途、環境友好的阻燃劑,成為近幾年各國研究的熱點。也可以考慮納米Mg(OH)應用到鋼結構防火涂料的研制中。1)生產、使用和廢棄過程中均無有害物質排放,而且還能中和燃燒過程中產生的酸性與腐蝕性氣體,抑煙能力強,是一種環保綠色阻燃劑;2)氫氧化鎂在原料來源、制備過程、廢棄處理等方面都是綠色阻燃劑,尤其是其主要原料可以帶動海洋資源和鹽湖資源的綜合利用,故原料易得,成本低;3)氫氧化鎂的熱分解溫度340,比氫氧化鋁高出100,可用于較高溫度下的加工,故比氫氧化鋁有更廣闊的應用范圍,對于加工溫度較高的高聚物,采用氫氧化鎂更為相宜。同時氫氧化鎂的分解能(1.37kJ/g)比氫氧化鋁的分解能(1.17kJ/g)高,且熱容也高7%,這有助于提高阻燃效率;4)氫氧化鎂與其他阻燃劑有良好的復合能力;5)納米Mg(OH)2由于粒徑小、比表面積大、增強了與基體材料的相互作用,可以更均勻地分散在基體材料中,發揮阻燃效果的同時能有效地改善基體材料的機械力學性能。

本篇:納米材料在鋼結構防火涂料中的應用

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